JP2024061028A - Cooling mechanism for vehicle power transmission device - Google Patents
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Abstract
【課題】電動機を冷却するに当たり、冷却油路の長さを短くできる車両用動力伝達装置の冷却機構を提供する。【解決手段】リヤカバー54にオイルポンプ60及びオイルクーラ62が設けられ、且つ、各電動機MGにオイルを導く冷却油路64がリヤカバー54に集約されている為、冷却油路64がリヤカバー54以外の他のケース部材を経由することなくなる。その結果、各電動機MGにオイルを導く冷却油路64を短くすることができる。【選択図】図4[Problem] To provide a cooling mechanism for a vehicle power transmission device that can shorten the length of the cooling oil passage when cooling an electric motor. [Solution] An oil pump 60 and an oil cooler 62 are provided on a rear cover 54, and the cooling oil passages 64 that guide oil to each electric motor MG are concentrated in the rear cover 54, so that the cooling oil passages 64 do not pass through any case members other than the rear cover 54. As a result, the cooling oil passages 64 that guide oil to each electric motor MG can be shortened. [Selected Figure] Figure 4
Description
本発明は、少なくとも電動機を動力源とする車両用動力伝達装置の冷却機構に関する。 The present invention relates to a cooling mechanism for a vehicle power transmission device that uses at least an electric motor as a power source.
特許文献1には、オイルパンから吸い上げたオイルを吐出するオイルポンプと、オイルを冷却するオイルクーラと、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルクーラに導く第1油路と、オイルクーラによって冷却されたオイルを発熱源へ導く第2油路と、を備えた動力伝達装置の冷却機構が開示されている。 Patent Document 1 discloses a cooling mechanism for a power transmission device that includes an oil pump that discharges oil drawn from an oil pan, an oil cooler that cools the oil, a first oil passage that guides the oil discharged from the oil pump to the oil cooler, and a second oil passage that guides the oil cooled by the oil cooler to a heat source.
ところで、特許文献1の動力伝達装置の冷却機構にあっては、トランスアクスルケースが、ハウジング、ケーシング、及びリヤカバーの3個のケース部材で構成されており、ハウジングとリヤカバーとがケーシングを挟んで乖離している。又、リヤカバーにオイルポンプが設けられる一方で、ハウジングにオイルクーラが設けられ、オイルポンプとオイルクーラとを繋ぐ冷却油路(第1油路)がケーシングを経由して設けられている。その結果、冷却機構を構成する冷却油路が長くなってしまうという問題があった。 In the power transmission cooling mechanism of Patent Document 1, the transaxle case is composed of three case members: a housing, a casing, and a rear cover, and the housing and the rear cover are separated by the casing. In addition, an oil pump is provided in the rear cover, while an oil cooler is provided in the housing, and a cooling oil passage (first oil passage) that connects the oil pump and the oil cooler is provided via the casing. As a result, there is a problem in that the cooling oil passage that constitutes the cooling mechanism becomes long.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機を冷却するに当たって、冷却油路の長さを短くできる車両用動力伝達装置の冷却機構を提供することにある。 The present invention was made against the background of the above circumstances, and its purpose is to provide a cooling mechanism for a vehicle power transmission device that can shorten the length of the cooling oil passage when cooling an electric motor.
本発明の要旨とするところは、(a)少なくとも電動機を動力源とする車両用動力伝達装置の冷却機構であって、(b)前記電動機を収容するケースは、前記電動機の回転軸線の方向で隣り合い、且つ、前記電動機の回転軸線に対して垂直に配置されたリヤカバーを少なくとも備え、(c)前記リヤカバーに、オイルポンプ及びオイルクーラが設けられ、(d)前記電動機にオイルを導く冷却油路が、前記リヤカバーに集約されていることを特徴とする。 The gist of the present invention is that (a) a cooling mechanism for a vehicle power transmission device that uses at least an electric motor as a power source, (b) a case that houses the electric motor includes at least a rear cover that is adjacent to the electric motor in the direction of the rotation axis and is arranged perpendicular to the rotation axis of the electric motor, (c) an oil pump and an oil cooler are provided in the rear cover, and (d) a cooling oil passage that guides oil to the electric motor is concentrated in the rear cover.
本発明によれば、リヤカバーに、オイルポンプ及びオイルクーラが設けられ、且つ、電動機にオイルを導く冷却油路がリヤカバーに集約されている為、冷却油路がリヤカバー以外の他のケース部材を経由することなくなる。その結果、電動機にオイルを導く冷却油路を短くすることができる。 According to the present invention, the oil pump and oil cooler are provided on the rear cover, and the cooling oil passage that guides oil to the electric motor is concentrated in the rear cover, so the cooling oil passage does not pass through any case member other than the rear cover. As a result, the cooling oil passage that guides oil to the electric motor can be shortened.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, the drawings have been simplified or modified as appropriate, and the dimensional ratios and shapes of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、発明が適用された車両用動力伝達装置10(以下、動力伝達装置10)の全体構成を説明する為の骨子図である。動力伝達装置10は、FF車両等の横置き式のハイブリッド形式のトランスアクスルである。動力伝達装置10は、ケース12内において、車幅方向と平行な第1軸線S1~第4軸線S4(以下、これらを区別しない場合には各軸線Sと称す)を備えている。第1軸線S1上には、エンジン14にダンパ装置16を介して連結された入力軸18が配設されていると共に、第1軸線S1と同心のシングルピニオン型の遊星歯車装置20及び第1電動機MG1が配設されている。遊星歯車装置20及び第1電動機MG1は、電気式差動部22として機能するもので、遊星歯車装置20のキャリヤ20cに入力軸18が連結され、サンギヤ20sに第1電動機MG1のロータ軸24が連結され、リングギヤ20rに出力歯車26が設けられている。
Figure 1 is a schematic diagram for explaining the overall configuration of a vehicle power transmission device 10 (hereinafter, power transmission device 10) to which the invention is applied. The
第1電動機MG1は、いわゆるモータジェネレータであり、例えば発電機として機能する回生制御によりサンギヤ20sの回転速度が制御されることにより、エンジン14の回転速度が連続的に変化させられる。第1電動機MG1は、固定子であるステータMG1s、及び、回転子であるロータMG1rを含んで構成されている。尚、第1電動機MG1の回転軸線は、第1軸線S1に相当する。エンジン14は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関で、走行用の動力源として用いられる。
The first electric motor MG1 is a so-called motor generator, and functions as a generator, for example, by controlling the rotation speed of the
第2軸線S2上には、減速大歯車28及び減速小歯車30が設けられたカウンタ軸32が回転可能に配設されている。減速大歯車28は、出力歯車26に噛み合わされている。更に、減速大歯車28は、第3軸線S3上に配設されたモータ出力歯車34と噛み合わされている。モータ出力歯車34は、ギヤ軸36に設けられている。ギヤ軸36は、第3軸線S3上に配設された第2電動機MG2のロータ軸38とスプライン嵌合部40を介して動力伝達可能に連結されている。第2電動機MG2は、いわゆるモータジェネレータであり、例えば電動機として機能するように力行制御されることにより、走行用の動力源として用いられる。第2電動機MG2は、固定子であるステータMG2s、及び、回転子であるロータMG2rを含んで構成されている。尚、第2電動機MG2の回転軸線は、第3軸線S3に相当する。
A counter shaft 32 on which a
減速小歯車30は、第4軸線S4上に配設されたデファレンシャル装置42のデフリングギヤ44と噛み合わされている。エンジン14及び第2電動機MG2からの動力が、デファレンシャル装置42及び左右のドライブシャフト46を経由して左右の駆動輪48に伝達される。
The
ケース12は、ハウジング50、ケーシング52、及びリヤカバー54の3個のケース部材から構成されている。ハウジング50は、ダンパ装置16、遊星歯車装置20、減速大歯車28、減速小歯車30、及びデファレンシャル装置42等を収容する空間を形成する。ケーシング52は、ハウジング50とリヤカバー54との間に介挿されて筒状に形成されている。ケーシング52には、第1電動機MG1及び第2電動機MG2(以下、これらを区別しない場合には各電動機MGと称す)を収容する空間と、遊星歯車装置20及びデファレンシャル装置42等を収容する空間と、を区画する隔壁56が形成されている。尚、第1電動機MG1及び第2電動機MG2が、本発明の電動機に対応し、ハウジング50、ケーシング52、及びリヤカバー54が、本発明のケース部材に対応する。
The
リヤカバー54は、筒状に形成されたケーシング52における各軸線Sの方向の一端に形成された開口を塞ぐようにして、ケーシング52に接続されている。これより、ケーシング52及びリヤカバー54によって、各電動機MGを収容する空間が形成されている。リヤカバー54は、各電動機MGに対して各軸線Sの方向、すなわち各電動機MGの回転軸線の方向で隣り合う位置に配置されている。又、リヤカバー54は、各軸線Sに対して垂直に配置されている。すなわち、リヤカバー54は、各電動機MGの回転軸線に対して垂直に配置されている。
The
動力伝達装置10は、オイルを各電動機MGに供給することで各電動機MGを冷却する冷却機構58を備えている。以下、図2~図4を用いて、冷却機構58の構造について説明する。図2は、動力伝達装置10の内部側からリヤカバー54を見た図に対応している。図3は、動力伝達装置10の外部側からリヤカバー54を見た図に対応している。図4は、リヤカバー54内に形成された冷却油路64の構造を示す図である。
The
冷却機構58は、ケース12内であって、車両搭載状態で鉛直方向の下部に貯留されるオイルを吸い上げるオイルポンプ60と、オイルポンプ60から吐出されたオイルを冷却するオイルクーラ62と、オイルを各電動機MGに導く冷却油路64と、オイルポンプ60によって吸い上げられたオイルを濾過する濾過器であるストレーナ66と、を備えている。
The
オイルポンプ60は、図示しない電子制御装置からの指令信号によって駆動状態が制御される電動オイルポンプである。オイルポンプ60が駆動されると、ケース12の下部に貯留されたオイルが、ストレーナ66を経由してオイルポンプ60のオイル吸入口68からオイルポンプ60内に吸い上げられると共に、オイル吐出口70から吐出される。オイルポンプ60は、車両搭載状態でケース12の内部側に配置され、ボルト締結等でリヤカバー54に一体的に設けられている。
The
図3に示すように、オイルクーラ62は、車両搭載状態でケース12の外部側に配置され、ボルト締結等でリヤカバー54に一体的に設けられている。オイルクーラ62は、例えば空冷式又は水冷式のもので構成されている。オイルクーラ62には、オイルポンプ60のオイル吐出口70から吐出されたオイルが後述する第1油路72を経由して供給される。
As shown in FIG. 3, the
オイルクーラ62は、オイルが流入するオイル流入口78、及び、オイルが流出するオイル流出口82を備えている。オイルクーラ62のオイル流入口78からオイルが流入すると、オイルがオイルクーラ62内の図示しない管路を通過する過程で放熱されて冷却される。オイルクーラ62の前記管路を通過したオイルは、オイル流出口82から流出する。
The
図4に示すように、冷却油路64は、オイルポンプ60のオイル吐出口70から吐出されたオイルをオイルクーラ62に導く第1油路72と、オイルクーラ62によって冷却されたオイルを各電動機MGに導く第2油路74と、ストレーナ66を通過したオイルをオイルポンプ60のオイル吸入口68に導く第3油路76と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the
第1油路72は、オイル吐出口70に接続されている第1連絡油路72aと、第1連絡油路72aと連通する第2連絡油路72bと、第2連絡油路72bと連通する第3連絡油路72cと、第3連絡油路72cと連通すると共にオイルクーラ62のオイル流入口78に接続されている第4連絡油路72dと、を備えている。尚、図4に示すように、第1連絡油路72a~第4連絡油路72dの長手方向の一端にはそれぞれ開口が形成されている。これらの開口は、リヤカバー54に第1連絡油路72a~第4連絡油路72dを形成するに当たって、リヤカバー54の壁面に形成されるドリル穴に相当する。組付時においてこれらの開口が閉止されることで、オイルの流出が阻止される。
The
第1連絡油路72a~第4連絡油路72dは、何れもリヤカバー54内に形成されている。又、第2連絡油路72b~第4連絡油路72dは、リヤカバー54の壁面54aに対して垂直に突設された突設部80内(図2参照)に形成されている。
The first
第2油路74は、オイルクーラ62のオイル流出口82に接続されている第1連絡油路74aと、第1連絡油路74aと連通する第2連絡油路74bと、第2連絡油路74bと連通する第3連絡油路74cと、第3連絡油路74cと連通する第4連絡油路74dと、を備えている。尚、図4に示すように、第1連絡油路74a~第4連絡油路74dの長手方向の一端にはそれぞれ開口が形成されている。これらの開口は、リヤカバー54に第1連絡油路74a~第4連絡油路74dを形成するに当たって、リヤカバー54の壁面に形成されるドリル穴に相当する。組付時においてこれらの開口が閉止されることで、オイルの流出が阻止される。
The
第1連絡油路74a~第4連絡油路74dは、何れもリヤカバー54内に形成されている。第2連絡油路74bと第3連絡油路74cとが接続される部位には、MG1冷却用穴84が形成されている。MG1冷却用穴84は、第2連絡油路74bと連通している。又、MG1冷却用穴84は、第1電動機MG1のロータ軸24内に形成された油路に接続されている。従って、MG1冷却用穴84から流出したオイルが、ロータ軸24内に形成された油路に供給される。
The first
第4連絡油路74dの長手方向で中間近傍には、MG2冷却用穴88が形成されている。MG2冷却用穴88は、第4連絡油路74dに連通している。又、MG2冷却用穴88は、第2電動機MG2のロータ軸38内に形成された油路に接続されている。従って、MG2冷却用穴88から流出したオイルが、ロータ軸38内に形成された油路に供給される。
An
第4連絡油路74dの長手方向の先端には、MG2ステータ冷却用穴90が形成されている。MG2ステータ冷却用穴90は、第4連絡油路74dに連通している。又、MG2ステータ冷却用穴90は、車両搭載状態における鉛直方向で第2電動機MG2のステータMG2sよりも上方に配置される。MG2ステータ冷却用穴90は、車両搭載状態で第2電動機MG2の鉛直上方に設けられるパイプに接続されている。従って、MG2ステータ冷却用穴90から流出したオイルが、前記パイプに供給される。
An MG2
第3油路76は、ストレーナ66に接続された第1連絡油路76aと、第1連絡油路76aと連通すると共にオイルポンプ60のオイル吸入口68に接続された第2連絡油路76bと、を備えている。第1連絡油路76aは、ストレーナ66と第2連絡油路76bとを繋ぐパイプ状の部材から形成されている。第2連絡油路76bは、リヤカバー54内に形成されている。
The
図2及び図4に示す矢印は、冷却機構58におけるオイルの流れを示している。オイルポンプ60が駆動されると、ケース12の下部に貯留されているオイルが、ストレーナ66及び第3油路76を経由してオイル吸入口68からオイルポンプ60内に吸入されると共にオイル吐出口70から吐出される。オイル吐出口70から吐出されたオイルは、第1連絡油路72a、第2連絡油路72b、第3連絡油路72c、及び第4連絡油路72dを順次経由してオイルクーラ62内に流入する。オイルクーラ62に流入したオイルは、オイルクーラ62内で冷却された後に、オイル流出口82から流出する。
The arrows in Figures 2 and 4 indicate the flow of oil in the
オイル流出口82から流出したオイルは、第2油路74に供給される。第2油路74に供給されたオイルは、矢印で示すように、第1連絡油路74a、第2連絡油路74b、第3連絡油路74c、及び第4連絡油路74dの順番に流れる。ここで、第2連絡油路74bを流れるオイルの一部が、第2連絡油路74bに形成されたMG1冷却用穴84から流出する。MG1冷却用穴84から流出したオイルは、第1電動機MG1のロータ軸24内に形成された油路を経由し、第1電動機MG1のロータMG1rやロータ軸24を回転可能に支持する軸受86a、86b(図1参照)等に供給される。更に、ロータ軸24内の油路を流れるオイルの一部は、ロータ軸24内を通過し、遊星歯車装置20や遊星歯車装置20を支持する軸受等にも供給される。
The oil flowing out from the
又、第2油路74の第4連絡油路74dを流れるオイルの一部が、MG2冷却用穴88から流出する。MG2冷却用穴88から流出したオイルは、第2電動機MG2のロータ軸38内に形成された油路を経由し、第2電動機MG2のロータMG2rやロータ軸38を回転可能に支持する軸受92a、92b(図1参照)等に供給される。更に、第2油路74の第4連絡油路74dを流れるオイルの一部が、MG2ステータ冷却用穴90から流出する。MG2ステータ冷却用穴90から流出したオイルは、例えば図示しないパイプを経由して第2電動機MG2の鉛直上方から第2電動機MG2のステータMG2sに供給される。
Also, a part of the oil flowing through the fourth
本実施例の冷却機構58にあっては、リヤカバー54にオイルポンプ60及びオイルクーラ62が設けられ、オイルポンプ60から吐出されたオイルをオイルクーラ62に導く第1油路72が、リヤカバー54に形成される。その結果、第1油路72の長さが短くなる。又、オイルクーラ62によって冷却されたオイルを各電動機MGに導く第2油路74についても、リヤカバー54に形成されている。従って、冷却機構58を構成する冷却油路64がリヤカバー54に集約される為、冷却油路64が全体として短くなると共に、冷却油路64が簡素化されて冷却油路64内でのオイルのよどみ点も少なくなる。その結果、冷却油路64での管路損失が低減され、冷却油路64を形成する為のコストも低減される。又、リヤカバー54に冷却油路64が形成されることで、冷却油路64の側面を流れる空気によって冷却油路64内を流れるオイルが放熱されるという効果も得られる。
In the
又、オイルポンプ60として電動オイルポンプが使用されている。従って、各電動機MGの冷却要求及び各種ギヤや軸受の潤滑要求に応じて、オイルポンプ60から吐出されるオイルの吐出量(流量)の調整が可能になる。例えば、各電動機MGの発熱時には、オイルポンプ60の出力を増加させ、各電動機MGを適切に冷却する。一方、各種ギヤや軸受の潤滑のみが必要な場合には、各電動機MGの発熱時に比べて必要とされるオイルの量が少ない為、オイルポンプ60の出力を低下させる。或いは、例えば走行距離が所定距離に到達する毎にオイルポンプ60を駆動させる。このように、各電動機MGの発熱量が小さく各電動機MGのモータ温度が低い場合、例えば市街地での軽負荷走行時には、オイルポンプ60の出力を低下させることで、電費及び燃費を向上させることができる。尚、オイルポンプ60が機械式オイルポンプから構成される場合には、オイルポンプ60の吐出量(流量)を調整することができない。この場合には、各電動機MGの冷却要求及び各種ギヤや軸受の潤滑要求に拘わらず、車速等に応じてオイルポンプ60からオイルが吐出される為、ポンプの駆動損失、及び、オイルの引き摺りや攪拌損失が発生する。
Also, an electric oil pump is used as the
上述のように、本実施例によれば、リヤカバー54にオイルポンプ60及びオイルクーラ62が設けられ、且つ、各電動機MGの冷却油路64がリヤカバー54に集約されている為、冷却油路64がリヤカバー54以外の他の部位を経由することなくなる。その結果、各電動機MGにオイルを導く冷却油路64を短くすることができる。
As described above, in this embodiment, the
又、本実施例によれば、冷却油路64を構成する第1油路72及び第2油路74がリヤカバー54に形成されている為、第1油路72及び第2油路74が他のケース部材を経由する場合に比べて冷却油路64の長さを短くできる。又、オイルポンプ60が電動オイルポンプである為、各電動機MGの冷却要求及び各種ギヤや軸受の潤滑要求に応じて出力を調整でき、電費及び燃費を向上させることができる。
In addition, according to this embodiment, the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 The above describes in detail an embodiment of the present invention based on the drawings, but the present invention can also be applied in other aspects.
例えば、前述の実施例では、車両用動力伝達装置10は、エンジン14及び第2電動機MG2を動力源とするハイブリッド形式の動力伝達装置であったが、本発明は、必ずしもハイブリッド形式の動力伝達装置に限定されない。例えば、電動機のみを動力源とする電気自動車であっても、本発明を適用することができる。又、本発明は、動力伝達装置10以外のハイブリッド形式の動力伝達装置についても適用することができる。例えば、エンジンと変速機との間に電動機が介挿される1モータ形式の動力伝達装置であっても、本発明を適用することができる。要は、少なくとも電動機を動力源とする動力伝達装置であれば、本発明を適用することができる。
For example, in the above embodiment, the vehicle
又、前述の実施例では、オイルポンプ60は、電動オイルポンプから構成されるものであったが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、エンジン14によって駆動される機械式オイルポンプ、又は、デファレンシャル装置42のデフリングギヤ44によって駆動される機械式オイルポンプなど、動力伝達装置10の所定のギヤによって駆動される機械式オイルポンプであっても構わない。
In addition, in the above embodiment, the
又、前述の実施例では、ケース12は、ハウジング50、ケーシング52、及びリヤカバー54の3個のケース部材が構成されていたが、本発明は、3個のケース部材に限定されない。ケースが、例えば2個又は4個以上のケース部材から構成されても構わない。要は、ケースが、リヤカバーを含む複数のケース部材から構成されるものであれば、本発明に適用することができる。
In addition, in the above embodiment, the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 Note that the above is merely one embodiment, and the present invention can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
10:車両用動力伝達装置 12:ケース 50:ハウジング(ケース部材) 52:ケーシング(ケース部材) 54:リヤカバー 58:冷却機構 60:オイルポンプ 62:オイルクーラ 64:冷却油路 72:第1油路 74:第2油路 MG1:第1電動機(電動機) MG2:第2電動機(電動機) 10: Vehicle power transmission device 12: Case 50: Housing (case member) 52: Casing (case member) 54: Rear cover 58: Cooling mechanism 60: Oil pump 62: Oil cooler 64: Cooling oil passage 72: First oil passage 74: Second oil passage MG1: First electric motor (electric motor) MG2: Second electric motor (electric motor)
Claims (3)
前記電動機を収容するケースは、前記電動機の回転軸線の方向で隣り合い、且つ、前記電動機の回転軸線に対して垂直に配置されたリヤカバーを少なくとも備え、
前記リヤカバーに、オイルポンプ及びオイルクーラが設けられ、
前記電動機にオイルを導く冷却油路が、前記リヤカバーに集約されている
ことを特徴とする車両用動力伝達装置の冷却機構。 A cooling mechanism for a vehicle power transmission device using at least an electric motor as a power source,
The case that houses the electric motor includes at least a rear cover that is adjacent to the electric motor in a direction of a rotation axis of the electric motor and is arranged perpendicular to the rotation axis of the electric motor,
An oil pump and an oil cooler are provided on the rear cover,
a cooling oil passage for guiding oil to the electric motor is concentrated in the rear cover.
前記冷却油路は、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラに導く第1油路と、前記オイルクーラによって冷却されたオイルを前記電動機に導く第2油路と、を含み、
前記第1油路及び前記第2油路は、前記リヤカバーに形成されている
ことを特徴とする請求項1の車両用動力伝達装置の冷却機構。 the case is composed of a plurality of case members including the rear cover,
the cooling oil passage includes a first oil passage that guides oil discharged from the oil pump to the oil cooler, and a second oil passage that guides oil cooled by the oil cooler to the electric motor,
2. The cooling mechanism for a power transmission device for a vehicle according to claim 1, wherein the first oil passage and the second oil passage are formed in the rear cover.
ことを特徴とする請求項1または2の車両用動力伝達装置の冷却機構。 3. The cooling mechanism for a power transmission device for a vehicle according to claim 1, wherein the oil pump is an electric oil pump.
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